本篇文章介紹使用matplotlib繪制雷達(dá)圖。

雷達(dá)圖也被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)圖，蜘蛛圖，星圖，蜘蛛網(wǎng)圖，是一個(gè)不規(guī)則的多邊形。雷達(dá)圖可以形象地展示相同事物的多維指標(biāo)，雷達(dá)圖幾乎隨處可見(jiàn)，應(yīng)用場(chǎng)景非常多。

一、matplotlib繪制圓形雷達(dá)圖

# coding=utf-8
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
 
results = [{"大學(xué)英語(yǔ)": 87, "高等數(shù)學(xué)": 79, "體育": 95, "計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)": 92, "程序設(shè)計(jì)": 85},
   {"大學(xué)英語(yǔ)": 80, "高等數(shù)學(xué)": 90, "體育": 91, "計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)": 85, "程序設(shè)計(jì)": 88}]
data_length = len(results[0])
# 將極坐標(biāo)根據(jù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度進(jìn)行等分
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, data_length, endpoint=False)
labels = [key for key in results[0].keys()]
score = [[v for v in result.values()] for result in results]
# 使雷達(dá)圖數(shù)據(jù)封閉
score_a = np.concatenate((score[0], [score[0][0]]))
score_b = np.concatenate((score[1], [score[1][0]]))
angles = np.concatenate((angles, [angles[0]]))
labels = np.concatenate((labels, [labels[0]]))
# 設(shè)置圖形的大小
fig = plt.figure(figsize=(8, 6), dpi=100)
# 新建一個(gè)子圖
ax = plt.subplot(111, polar=True)
# 繪制雷達(dá)圖
ax.plot(angles, score_a, color='g')
ax.plot(angles, score_b, color='b')
# 設(shè)置雷達(dá)圖中每一項(xiàng)的標(biāo)簽顯示
ax.set_thetagrids(angles*180/np.pi, labels)
# 設(shè)置雷達(dá)圖的0度起始位置
ax.set_theta_zero_location('N')
# 設(shè)置雷達(dá)圖的坐標(biāo)刻度范圍
ax.set_rlim(0, 100)
# 設(shè)置雷達(dá)圖的坐標(biāo)值顯示角度，相對(duì)于起始角度的偏移量
ax.set_rlabel_position(270)
ax.set_title("計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)大一（上）")
plt.legend(["弓長(zhǎng)張", "口天吳"], loc='best')
plt.show()

運(yùn)行結(jié)果：

繪制雷達(dá)圖需要先建立極坐標(biāo)系，關(guān)于極坐標(biāo)系可以自己了解一下。建立好極坐標(biāo)后可以在極坐標(biāo)中繪制折線(xiàn)圖、柱狀圖等，大部分情況，都是用折線(xiàn)圖，形成一個(gè)不規(guī)則的閉合多邊形。本文中用某高校大一的期末考試成績(jī)作為例子來(lái)演示雷達(dá)圖的效果。

linspace(): 用于將極坐標(biāo)根據(jù)數(shù)據(jù)的維度進(jìn)行等分，第一個(gè)參數(shù)傳入起始角度，第二參數(shù)傳入結(jié)束角度，第三個(gè)參數(shù)傳入分成多少等份。其他參數(shù)根據(jù)需要傳入，如endpoint默認(rèn)為T(mén)rue，最后一個(gè)數(shù)據(jù)處于結(jié)束的角度，根據(jù)本例中前面的參數(shù)0~2π，應(yīng)該設(shè)置為False，否則最后一個(gè)數(shù)據(jù)與第一個(gè)數(shù)據(jù)角度重疊了。

concatenate(): 使雷達(dá)圖的數(shù)據(jù)是環(huán)形封閉的，concatenate()函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)元組，元組中的每個(gè)元素是一個(gè)數(shù)組，concatenate()函數(shù)將這些數(shù)組連接到一起，組成一個(gè)新的數(shù)組。要讓繪制的雷達(dá)圖封閉，將數(shù)據(jù)的第一個(gè)值連接到數(shù)據(jù)的結(jié)尾即可。

本文用折線(xiàn)圖plot()來(lái)繪制雷達(dá)圖，使用figure()函數(shù)設(shè)置好圖形的大小和清晰度，然后使用subplot()函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一張子圖。subplot()函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)傳入長(zhǎng)度為3的數(shù)字，第一個(gè)數(shù)字表示將畫(huà)布分成幾行，第二個(gè)數(shù)字表示將畫(huà)布分成幾列，第三個(gè)數(shù)字表示當(dāng)前的子圖處于哪個(gè)位置(按從左至右、從上到下的順序排序)，第三個(gè)數(shù)字不能超出前兩個(gè)數(shù)字切分的子圖數(shù)范圍。如111表示將畫(huà)布分成一行一列(只有一張子圖)，當(dāng)前的子圖處于第一張子圖中。在subplot()函數(shù)中，將polar參數(shù)設(shè)置True，得到的圖形才是極坐標(biāo)。

極坐標(biāo)系設(shè)置完成后，使用子圖對(duì)象ax調(diào)用折線(xiàn)圖函數(shù)plot()，即可繪出雷達(dá)圖。如果有多組數(shù)據(jù)，多次調(diào)用plot()函數(shù)即可。

使用set_thetagrids()函數(shù)設(shè)置雷達(dá)圖中每個(gè)維度的標(biāo)簽和顯示位置。使用set_theta_zero_location()函數(shù)設(shè)置雷達(dá)圖的0度位置，可以傳入"N"、"NW"、"W"、"SW"、"S"、"SE"、"E"、"NE"八個(gè)方位縮寫(xiě)。使用set_rlim()函數(shù)設(shè)置極坐標(biāo)上的刻度范圍。使用set_rlabel_position()函數(shù)設(shè)置極坐標(biāo)上的刻度標(biāo)簽顯示位置，傳入一個(gè)相對(duì)于雷達(dá)圖0度的角度值。當(dāng)然還可以根據(jù)需要設(shè)置其他屬性，如標(biāo)題、圖例等。

在上面的例子中，將兩位同學(xué)的考試成績(jī)繪制成了雷達(dá)圖，通過(guò)雷達(dá)圖，可以看出兩個(gè)人的單科成績(jī)互有高低，而整體來(lái)看，兩位同學(xué)成績(jī)都很優(yōu)秀。上面的雷達(dá)圖中，網(wǎng)格線(xiàn)都是圓形的，而用折線(xiàn)圖連接的雷達(dá)圖兩個(gè)維度之間是直接連接的，所以將網(wǎng)格線(xiàn)換成多邊形會(huì)更合理一點(diǎn)。

二、matplotlib繪制多邊形雷達(dá)圖

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
 
results = [{"大學(xué)英語(yǔ)": 87, "高等數(shù)學(xué)": 79, "體育": 95, "計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)": 92, "程序設(shè)計(jì)": 85},
   {"大學(xué)英語(yǔ)": 80, "高等數(shù)學(xué)": 90, "體育": 91, "計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)": 85, "程序設(shè)計(jì)": 88}]
data_length = len(results[0])
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, data_length, endpoint=False)
labels = [key for key in results[0].keys()]
score = [[v for v in result.values()] for result in results]
score_a = np.concatenate((score[0], [score[0][0]]))
score_b = np.concatenate((score[1], [score[1][0]]))
angles = np.concatenate((angles, [angles[0]]))
labels = np.concatenate((labels, [labels[0]]))
fig = plt.figure(figsize=(10, 6), dpi=100)
fig.suptitle("計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)大一（上）")
ax1 = plt.subplot(121, polar=True)
ax2 = plt.subplot(122, polar=True)
ax, data, name = [ax1, ax2], [score_a, score_b], ["弓長(zhǎng)張", "口天吳"]
for i in range(2):
 for j in np.arange(0, 100+20, 20):
  ax[i].plot(angles, 6*[j], '-.', lw=0.5, color='black')
 for j in range(5):
  ax[i].plot([angles[j], angles[j]], [0, 100], '-.', lw=0.5, color='black')
 ax[i].plot(angles, data[i], color='b')
 # 隱藏最外圈的圓
 ax[i].spines['polar'].set_visible(False)
 # 隱藏圓形網(wǎng)格線(xiàn)
 ax[i].grid(False)
 for a, b in zip(angles, data[i]):
  ax[i].text(a, b+5, '%.00f' % b, ha='center', va='center', fontsize=12, color='b')
 ax[i].set_thetagrids(angles*180/np.pi, labels)
 ax[i].set_theta_zero_location('N')
 ax[i].set_rlim(0, 100)
 ax[i].set_rlabel_position(0)
 ax[i].set_title(name[i])
plt.show()

運(yùn)行結(jié)果：

在極坐標(biāo)系中，極徑值相等的點(diǎn)在一個(gè)圓上，所以繪制的雷達(dá)圖中，網(wǎng)格線(xiàn)默認(rèn)都是圓形的。如果要繪制多邊形的雷達(dá)圖，則需要將圓形的網(wǎng)格線(xiàn)隱藏，然后根據(jù)刻度范圍繪制出多邊形的網(wǎng)格線(xiàn)。

首先使用plot()函數(shù)，根據(jù)刻度范圍，繪制出同心的多個(gè)多邊形和多個(gè)維度方向的極軸，作為雷達(dá)圖的網(wǎng)格線(xiàn)，形成一張“網(wǎng)”。

鏈?zhǔn)秸{(diào)用極坐標(biāo)的spines['polar'].set_visible()函數(shù)，傳入?yún)?shù)False，將極坐標(biāo)系最外圈的圓形隱藏。調(diào)用grid()函數(shù)，傳入?yún)?shù)False，將極坐標(biāo)系中的的圓形網(wǎng)格線(xiàn)隱藏。

修改完網(wǎng)格線(xiàn)后，即可達(dá)到多邊形的效果。在第二次繪制雷達(dá)圖時(shí)，將兩位同學(xué)的成績(jī)分到兩張不同的雷達(dá)圖中，并用text()設(shè)置了每個(gè)維度的數(shù)據(jù)標(biāo)注，使用suptitle()函數(shù)來(lái)設(shè)置整張圖形的標(biāo)題。

上面的兩次繪圖，將兩位同學(xué)的成績(jī)繪制在同一張雷達(dá)圖時(shí)，更方便對(duì)比兩位同學(xué)的成績(jī)，如比較誰(shuí)更全面、更優(yōu)秀。分開(kāi)繪制時(shí)，更方便分析個(gè)人的成績(jī)情況，如是否偏科。而相對(duì)于圓形的雷達(dá)圖，在多邊形的雷達(dá)圖中，不會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)圖與網(wǎng)格線(xiàn)的不合理交叉(雷達(dá)圖與網(wǎng)格線(xiàn)交叉兩次)，使用多邊形網(wǎng)格線(xiàn)更合理。

到此這篇關(guān)于如何利用Python matplotlib繪制雷達(dá)圖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python matplotlib繪制雷達(dá)圖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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